位錯增殖是晶體中的位錯在一定形式的運動中，自身不斷產生新的位錯環或大幅度增加位錯線長度，從而使材料中的位錯數目或位錯密度在運動中不斷增大的過程。位錯概念最初是在研究晶體的強度和范性時提出，後來引入到礦物學中。作為地球上各種物質運動的基本單位，礦物會“記錄”某些地質事件，位錯就是“記錄”到的信息之一。
基本介紹
- 中文名：位錯增殖
- 外文名：Dislocation multiplication
- 學科：冶金工程
- 領域：冶煉
- 釋義：晶體中的位錯在運動中不斷增大
- 礦物學：位錯概念
定義,與應力的關係,應力溫度關係,原因,
定義
位錯增殖是指晶體中的位錯在一定形式的運動中，自身不斷產生新的位錯環或大幅度增加位錯線長度，從而使材料中的位錯數目或位錯密度在運動中不斷增大的過程。能使位錯增殖發生的特殊位錯組態或構型稱為位錯源。
位錯概念最初是在研究晶體的強度和范性時提出，後來引入到礦物學中。作為地球上各種物質運動的基本單位，礦物會“記錄”某些地質事件，位錯就是“記錄”到的信息之一。這樣，礦物位錯的研究就有可能對地球科學的一些重大課題提供有用的線索。
與應力的關係
首先，晶體內位錯的分布經常是不均勻的，根據觀測結果取平均值也並非總是合理，用電鏡觀測位錯密度時，只有晶體內的位錯線是互相平行的直線，並垂直出露於觀察表面，位錯的面密度才等於內部的體密度，而實際礦物中位錯的排列不可能完全平行有序，且由於位錯結點和位錯環等的存在，不可能所有位錯都出露於觀察表面，因此，電鏡觀測到的位錯密度值通常要小於礦物內的實際密度值。
其次，天然礦物變形之後在某一溫度下經歷了很長時間的靜態退火過程，位錯由於攀移而被湮滅或重新排列，使位錯密度減小。
應力溫度關係
如果籠統地考慮位錯而對其類型不加區別，那么位錯滑移運動的平均速度主要取決於外加切應力和溫度。 顯然，外應力增加時，晶體內的位錯速度將增大。但對一已知材料而言，橫切變波的傳播速度是勻速運動的位錯的極限速度，即該種材料中聲波的橫波速度。當位錯速度在該極限速度以上不斷增加時，晶體內對位錯運動的阻尼力就越來越大，位錯速度逐漸趨向飽和，漸近值接近於聲速。鐵-矽合金的實驗結果表明，溫度升高並不大時，位錯的運動速度卻以數量級的幅度增大。
原因
常溫下無機材料大多呈現脆性，但在高溫或高壓下它們卻具有不同程度的蠕變行為。礦物也是如此。典型的蠕變分為四個階段:始階段洲夏蠕變減速階段;硬胎態蠕變階段;助口速蠕變階段。當應力和溫度不同時，雖然蠕變曲線仍保持上述幾個階段的特點，但各段的時間及傾斜程度將發生變化。當應力或溫度較低時，穩態蠕變階段延長；當應力或溫度增高時，穩態蠕變階段縮短，甚至不出現。岩漿礦物和變質礦物通常形成於溫度或壓力較高的環境，它們的蠕變行為就很可能傾向於採取後者的形式。橄欖石的實驗結果。提供了一個有利的證據來支持這種推斷。
除了滑移運動，位錯還可以以攀移的方式進行運動。但由於攀移需要原子或空位的擴散，必須由外界提供較高的熱激活能，所以比滑移要困難一些。只有在高溫下，位錯的攀移才較為容易實現。例如橄欖石晶體，溫度達到約1000℃以上，應變速率為10-3/s時，亞邊界上的位錯攀移就顯著起來。橄欖石晶體在1290℃下退火1h之後，位錯廣泛攀移而排成規則陣列；在1380℃下退火1h後，95%以上原來互相孤立的位錯集中到亞邊界上。也就是說，當溫度升高時，有越來越多的低溫滑移位錯轉而採取攀移的運動方式。顯然位錯的攀移速度小於滑移速度，那么位錯運動的平均速度:要相應減小一些。另外，天然礦物中含有大量的雜質、晶界，它們的存在都可降低位錯的運動速度。
